性能超美国10倍的中国射电天文望远镜

　　我国500米直径、接收面积相当于30个足球场大小的射电天文望远镜——FAST，想必大家对它不陌生。今天咱们来聊聊，射电望远镜到底是怎样的一种望远镜？

　　我国的FAST建成后，就像这样帅。

　　射电望远镜的来时路

　　两百多年前，人们认为从宇宙天体传来的唯一信息就是光。后来，英国的赫歇耳在测量太阳光谱时，发现在光谱的红端之外，也就是没有阳光的地方，温度竟然比可见光之处的温度还高，赫歇耳把这种热线叫做“看不见的光线”，现在我们知道，它叫“红外线”。接着，人们又发现了看不见的“紫外线”。慢慢地，科学家逐渐意识到，除了可见光，宇宙天体还向我们传来一种看不见的信息。等到麦克斯韦建立完整的电磁学理论后，人们才彻底清楚：原来可见光只是一种电磁波，而在长长的电磁波谱上，可见光只占据极小的一部分。

　　既然可见光能带来宇宙的信息，那么可见光之外的电磁波肯定也能。

　　1924年，科学家在测量地球电离层的高度时，发现一个奇怪的现象：凡是波长短于60米的电磁波穿过大气层的电离层时，全都一去不返，没有反射回来。于是，人们认识到，既然波长短于60米的电磁波能从地球毫无遮挡地冲向宇宙，那么，从宇宙深处传来的，波长短于60米的电磁波同样也能穿过厚厚的大气层来到地球——这就是一个观察宇宙的无线电窗口。

　　1931年，美国贝尔实验室的央斯基用天线阵接收到了来自银河系中心的无线电波。后来，美国人格罗特?雷伯建造了一架口径9.5米的天线，并在1939年也接收到了来自银河系中心的无线电波，从此，射电天文学诞生了。

射电望远镜观测宇宙示意图

　　上世纪60年代，天文学取得了4项非常重要的发现，分别是脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射和星际有机分子，而这四大发现都与射电望远镜有关。

　　为什么口径越大越好？

　　天文望远镜的分辨率跟望远镜的口径有关，在接收同样波长的电磁波时，望远镜的口径越大，分辨率就越高。这就是为什么，射电望远镜越做越大。

　　1955年，英国在曼彻斯特的焦德雷尔班克观测站建成可转动的洛弗尔射电望远镜，它的直径为76米。

洛弗尔射电望远镜

　　1972年，德国在波恩市西南大约40公里的一个山谷中，建成了当时世界最大的全向转动射电望远镜，其抛物面天线直径达100米。

德国的100米口径射电望远镜

　　1963年，美国在中美洲波多黎各岛上建成阿雷西博射电望远镜。阿雷西博射电望远镜是固定在山谷当中的单口径球面天线，口径305米，这是目前世界上最大的单面口径射电望远镜，后扩建为350米。

阿雷西博射电望远镜

　　1974年，为庆祝改造完成，阿雷西博望远镜向距离地球2.5万光年的球状星团M13发送了一串由1679个二进制数字组成的信号，称为阿雷西博信息。

　　如果阿雷西博信息被外星人接收并正确解读，会得到如上图所示的信息（信息中不包含颜色）。

　　而我国正在建设的500米直径射电望远镜——FAST，它建成后，将是目前世界上最大的射电望远镜，与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，FAST的灵敏度提高约10倍；与美国的阿雷西博射电望远镜相比，FAST灵敏度高2.25倍，综合性能提高约10倍。未来二三十年，FAST将保持世界第一流的地位。

建设中的FAST

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